新疆農(nóng)田水利灌溉渠道工程設(shè)計(jì)分析

斯干旦?木明

摘? 要：新疆地區(qū)的土地主要為鹽堿化地表，多數(shù)為干旱灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，區(qū)域內(nèi)缺乏水資源，地處中溫帶氣候，每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)農(nóng)田有著較大的灌溉需求。因此，為了發(fā)展農(nóng)田水利建設(shè)，有必要加強(qiáng)灌溉渠道的合理設(shè)計(jì)，通過渠道引水量計(jì)算和斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此帶動(dòng)新疆農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新疆地區(qū);農(nóng)田水利;農(nóng)田灌溉;渠道設(shè)計(jì)

農(nóng)田水利灌溉渠道工程一般需要為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供服務(wù)，所以渠道設(shè)計(jì)必須從實(shí)際情況出發(fā)，嚴(yán)格按照農(nóng)田灌溉需求，綜合地域自然環(huán)境特征完成渠道工程的科學(xué)設(shè)計(jì)，保證農(nóng)田灌溉效果達(dá)到預(yù)期。結(jié)合新疆地區(qū)的農(nóng)田水利現(xiàn)狀，掌握渠道設(shè)計(jì)的相應(yīng)原則。

1 農(nóng)田水利灌溉渠道工程設(shè)計(jì)的原則

目前新疆阿爾塔什水利樞紐是當(dāng)?shù)刈畲笏こ?，?duì)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)收入有著重要意義。農(nóng)田灌溉渠道設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：（1）節(jié)水原則與充分灌溉的原則。國(guó)內(nèi)農(nóng)田灌溉多為漫灌，可從水源位置挖渠道，將水源引入農(nóng)田，但該方法不適合用于輸水距離較遠(yuǎn)的地區(qū)。所以渠道設(shè)計(jì)需要優(yōu)先考慮節(jié)水問題，同時(shí)兼顧對(duì)農(nóng)田的充分灌溉，根據(jù)農(nóng)作物種植方向和土地平整度設(shè)計(jì)1-2級(jí)渠道，播種前機(jī)械修筑，農(nóng)作物收割后再填平。按照農(nóng)作物的需水情況設(shè)置單排或者雙排渠道，謹(jǐn)防水資源浪費(fèi)。（2）區(qū)域地形地貌設(shè)計(jì)原則。了解新疆地區(qū)地質(zhì)條件、降水量與蒸發(fā)量等情況，掌握自然災(zāi)害特點(diǎn)，分析水資源類型，提前制定災(zāi)害預(yù)防措施。按照農(nóng)作物種類和種植比例做好渠道的科學(xué)布局。（3）自流灌溉設(shè)計(jì)的原則。一般農(nóng)作物灌溉時(shí)期是春季與夏季階段，渠道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)達(dá)到自流灌溉效果，比如地勢(shì)偏高的位置設(shè)置渠道，依靠地心引力提高水流速度。按照抗洪需求，地勢(shì)偏低的區(qū)域設(shè)排水溝渠，分開自流與排水渠道，渠道之間不設(shè)置間隔建筑物，降低修建成本，提高渠道使用率。

2 新疆農(nóng)田水利灌溉渠道工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1渠道引水量計(jì)算

該部分屬于水利灌溉渠道設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，計(jì)算引水量就是對(duì)農(nóng)田灌溉凈流量與損失流量?jī)煞矫鏀?shù)據(jù)的綜合，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮新疆地區(qū)水源條件，掌握農(nóng)田土壤質(zhì)量和渠道長(zhǎng)短等數(shù)據(jù)，基于當(dāng)?shù)剞r(nóng)田灌溉制度，確定灌溉面積，盡可能的在同一時(shí)期內(nèi)滿足農(nóng)作物灌溉需求量。關(guān)于渠道引水量的計(jì)算公式如下：Q=農(nóng)田灌水定額×灌溉面積×天數(shù)×86400×渠道有效利用系數(shù)，可按照引水期間滲漏與蒸發(fā)損失確定渠道有效利用系數(shù)，一般干渠的取值在0.6左右，支渠取值為0.7左右。做好渠道跌水設(shè)計(jì)，科學(xué)控制跌差，減小水的阻力，提高農(nóng)田灌溉效率，提前做好農(nóng)田渠道考察，把握渠道工程特性，使渠道工程可以滿足實(shí)際農(nóng)田灌溉需求。

2.2渠道斷面設(shè)計(jì)

對(duì)渠道進(jìn)行斷面的有效設(shè)計(jì)，從而盡可能的降低能量損耗，斷面類型和流速和比降有聯(lián)系，設(shè)計(jì)渠道斷面時(shí)需要達(dá)到以下要求：（1）明確灌溉渠道的比降與流速，比降較大，水的流速就會(huì)更快，此時(shí)渠道斷面可縮小，以此節(jié)約建設(shè)材料。如果農(nóng)田灌溉面積偏小，水流量會(huì)嚴(yán)重沖刷渠床。比降較小，流速過快，水中的淤泥產(chǎn)生沉降，長(zhǎng)此以往造成管道堵塞問題，渠道的輸水能力受到影響而降低。（2）對(duì)于渠道邊坡的合理設(shè)計(jì)，邊坡設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以提高灌溉水的傳輸效率為目的，渠道坡度可以用l：m來表示，l指的是斜坡垂直高度，m指的是水平距離，即邊坡系數(shù)，如果邊坡系數(shù)較小，邊坡會(huì)更陡峭，此時(shí)渠道斷面就會(huì)呈現(xiàn)出矩形的形狀。（3）斷面設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)按照流量進(jìn)行水力計(jì)算，橫斷面尺寸設(shè)計(jì)需達(dá)到農(nóng)田灌溉實(shí)際要求，尺寸大小應(yīng)保證渠床穩(wěn)定?？v向斷面設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證渠道在后期不會(huì)出現(xiàn)沖刷或者淤泥沉降的問題，且水流應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定輸送。確定渠道斷面水位高程之后，按照農(nóng)田灌溉要求計(jì)算渠道流量，再計(jì)算U型槽縱向坡降和空斷面尺寸，保證渠道斷面設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。

2.3防滲水渠設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)防滲水渠之前需要確定渠道的取水方式，按照工程規(guī)模確定取水點(diǎn)，再對(duì)水源進(jìn)行分類。一般情況下，農(nóng)田灌溉水源主要有自流灌溉和提取灌溉水源兩種，前者在設(shè)計(jì)時(shí)要求水位高度處于合理位置，按照高度差和灌溉距離來設(shè)計(jì)取水方式;針對(duì)提取灌溉水源，該取水方式會(huì)產(chǎn)生較大能耗，不適合用于新疆地區(qū)的農(nóng)田水利灌溉工程。在設(shè)計(jì)防滲水渠時(shí)，常見的形式是梯形襯砌結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)期間需注意以下內(nèi)容：（1）砂礫墊層施工期間，需要做到材料鋪設(shè)均勻，人工細(xì)化邊坡，再使用平板振動(dòng)機(jī)將邊坡壓實(shí)，最后找平坑洼地區(qū)。（2）鋪設(shè)土工膜，減少渠道水下滲，提高水資源使用率。（3）渠道襯砌設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，做好施工縫有效處理，合理設(shè)置伸縮縫，避免管道出現(xiàn)熱脹冷縮的問題，保持水流的穩(wěn)定傳輸，渠道將水資源輸送到農(nóng)田時(shí)需要采取相應(yīng)的減壓措施，從而減緩水流速度，或者增加支流，使渠道工程可用于大面積農(nóng)田的灌溉，從而更好的滿足新疆農(nóng)田建設(shè)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需求。

2.4渠系建筑物布置

為加強(qiáng)對(duì)水位和流量的控制，有必要添加一定輔助設(shè)備，規(guī)劃這類建筑物時(shí)考慮各方面影響因素，從而優(yōu)化渠線，滿足灌溉條件。首先，保證渠系建筑物不會(huì)影響工程開展，不會(huì)阻礙渠道輸水功能，且渠道間不會(huì)出現(xiàn)交叉的情況，可達(dá)到農(nóng)田灌溉要求，提高輸水效率。其次，建筑物要具有調(diào)節(jié)渠道水位與流量的作用，同時(shí)可以降低水流量的損失，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能降耗的目的，保持水流量穩(wěn)定輸水。最后，充分發(fā)揮渠系建筑物的輔助作用，將多個(gè)建筑規(guī)劃在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，以此控制施工成本。按照當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況進(jìn)行施工工藝的優(yōu)化，嚴(yán)格按照?qǐng)D紙信息操作，防止灌溉區(qū)域發(fā)生沉降的問題，避免渠道變形或者水流受阻。

3總結(jié)

總而言之，農(nóng)田灌溉渠道工程設(shè)計(jì)必須滿足專業(yè)性要求，新疆地區(qū)多為鹽堿地，對(duì)渠道工程設(shè)計(jì)難度較高，必須嚴(yán)格按照行業(yè)規(guī)定確定渠道的橫截面與縱斷面形式，控制渠道跌水誤差，科學(xué)計(jì)量渠道引水量，做好防滲水渠設(shè)計(jì)工作，科學(xué)布置渠系建筑物，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水位和流量的有效控制，盡可能的延長(zhǎng)建筑物使用壽命。

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